Инженерия и инженерное мышление

Инженерия — основа успешности человека как биологического вида. В этой статье я расскажу: Что такое инженерия; Какие задачи решает инженерия; Как устроено инженерное мышление. Но, сначала, поговорим об инструментах.

Инструмент — ядро инженерной деятельности

Начну с определения: Инструмент — то, с помощью чего субъект решает задачу. Отсюда сразу можно найти примеры инструментов: Молоток — инструмент для решения задачи "забивать гвозди"; Самолёт — инструмент для решения задачи "доставлять людей и грузы за короткое время на большие расстояния"; Дом и одежда — инструменты для решения задачи "защитить человека от осадков и создать комфортный для жизни температурный режим". Инструменты бывают очень разные - большие и маленькие, материальные и информационные: Книга — инструмент для сохранения и передачи информации; Башенный кран — инструмент для доставки грузов при строительстве на большую высоту; Сеть электроснабжения — инструмент размером с континент, для передачи энергии от генераторов к пользователям. Инженерия — наука о создании, применении и изменении инструментов. Но об этом мы ещё поговорим.

История эволюции — история развития инструментов

Судите сами: любая часть тела живого существа — инструмент: Кожа — инструмент для защиты от внешней среды; Плавники, ноги, крылья — транспортные инструменты; Глаза, уши, нос — инструменты для сбора информации с помощью разных физических принципов; Лёгкие — инструмент для обеспечения обмена веществ в воздушной среде; Теплокровность — инструмент для поддержания активности организма в широком диапазоне температур.

Природа миллионы лет создавала инструменты, помогающие адаптироваться к среде обитания.

Каждый новый инструмент открывал носителям широкие возможности для выживания и развития.

Абсолютное лидерство в создании инструментов сегодня захватил человек.

Человек — природный лидер в создании и улучшении инструментов

Давайте посмотрим на рисунок из книги С.П. Капицы Парадоксы роста. Законы развития человечества

На графике показано, как общая биомасса вида зависит от массы особи. Суть рисунка проста: чем меньше масса, тем больше биомасса. Общая масса слонов в миллионы раз меньше общей биомассы микробов. И это правильно — слоны размножаются медленнее и им сложнее найти пропитание. Но есть исключение: биомасса человека в 10 000 раз больше, чем у сходных по массе видов

Волки, кабаны, косули весят примерно столько же, сколько человек. Но на земле их гораздо меньше.

Вывод: человек умеет что-то, чего не умеют другие биологические виды.

Давайте разберёмся — что именно.

Ключевые факторы успеха человека как биологического вида

1. Человек может создавать новые инструменты за время, меньше времени жизни особи.

Поэтому адаптивность человека существенно выше, чем у других крупных биологических видов.

Судите сами: основной инструмент большинства видов на Земле - их собственное тело.

Чтобы добавить в тело новые инструменты нужно много поколений. И чем сложнее существа, тем больше времени нужно на их изменение Типичный пример — полёт. Летучие мыши за известную нам историю практически не изменились. Белкам-летягам, чтобы перейти от планирования к полноценному полёту, скорее всего потребуется десятки тысяч лет. Человек создал инструменты для полёта меньше чем за век.

Причём, уже решает задачи полёта, недоступные другим видам:

• Летает без повышенных энергозатрат организма;
• Транспортирует грузы, существенно превосходящих человека по весу;
• Выходит в безвоздушном пространстве и уходит за пределы гравитационного поля планеты.

Быстрее человека развиваются только микроорганизмы, за счёт малого времени смены поколений.

---

2. Человек может воспроизводить инструменты, созданные другими людьми, без прямого контакта с авторами.

Есть другие существа, которые создают новые инструменты за время жизни. Например — муравьи. Но они не могут учить друг друга новым инструментам без прямого контакта.

Человек, напротив, может посмотреть в книге чертежи дома (или выкройку платья, или фотографию) и сделать себе такое же. Чем больше распространение информации о новых инструментах (в книгах, интернете и т.п.) — тем больше людей могут их освоить. Тем выше скорость распространения нового опыта по виду в целом. Более того, современные технологии маркетинга специально решают задачу скоростного распространения новых инструментов по виду. Правда, здесь есть нюансы.

---

3. Люди сохраняют информацию о созданных инструментах и передают её между поколениями

К тем же полётам люди пришли не сразу. Понадобилось много веков на изучение аэродинамики, создание разных двигателей, проектирование несущих конструкций.

Один человек не удержит в голове информацию, накопленную за века. Зато человечество, как вид, вполне способно это сделать. Средства хранения информации, доступные человеку, позволяют обобщить и систематизировать опыт всего вида. А современные поисковые системы сильно повысили скорость доступа к информации. Другие виды сохраняют опыт в памяти особей и в традициях. Ёмкость таких способов хранения информации гораздо меньше.

Все эти факторы позволили человеку выйти за рамки биологического закона развития.

Инженерия — наука о создании, применении и изменении инструментов

Эта наука развивается много веков. Причём, практика здесь далеко опережает теорию.

Все, кто создаёт инструменты — занимаются инженерной деятельность. Иногда — сами того не ведая.

Например, типичные инженерные задачи:

• Разработка законов (инструмент для регулирования отношений между людьми);
• Создание корпоративных сайтов (инструмент для продвижения и продаж);
• Разработка кулинарных рецептов.

История человечества, в значительной мере — история развития инструментов.

Можно выделить основные задачи инженерной деятельности:

Вот список таких задач:

1. Поиск инструментов для решения задачи;
2. Испытание инструмента;
3. Сравнение инструментов;
4. Выбор оптимального инструмента;
5. Изучение инструмента;
6. Освоение инструмента;
7. Применение инструмента;
8. Создание нового инструмента;
9. Улучшение инструмента;
10. Расширение области применения инструмента;
11. Замена инструмента;
12. Отказ от применения инструмента.

Понятно, что этот список не полный. Но он охватывает подавляющее большинство инженерных задач.

Отмечу, что алгоритм применения инструментов — тоже инструмент. Информационный инструмент. И он тоже позволяет решать разные задачи.

Про классификацию инструментов будет отдельная статья.

Для всех инженерных задач можно выделить универсальные алгоритмы

Как пример, давайте сравним алгоритмы создания разных инструментов:

Универсальный алгоритм	Строительство дома	Шитьё костюма	Разработка сайта
1. Постановка задачи	Где, для кого и зачем строим дом?	Для кого и зачем шьём костюм?	Для кого и зачем делаем сайт?
2. Сбор исходных данных	Какой рельеф? Какой грунт? Глубина промерзания? Подводы коммуникаций? Подъездные пути?	Какие размеры у человека? Какие предпочтения по цвету, форме? Где и когда будет носить костюм?	Какой продукт продвигаем? Какая нужна информация? Какие вкусы пользователей? Как оформлять заказ?
3. Выбор основных технологий и технических решений	Выбор типа фундамента, типа несущих конструкций, отделки, коммуникаций	Выбор ткани, фасона, фурнитуры	Выбор языка программирования, cms, сервера, базы данны, хостинга
4. Проектирование	Архитектурный и технический проект	Эскизы и выкройки	Концепция, дизайн и структура сайта
5. Изготовление отдельных элементов	Сваи, фундамент, ЖБИ блоки, арматура, элементы отделки	Рукава, воротник, спина, подкладка...	Статические разделы, каталог, форма заказа...
6. Сборка в целое	Сборка и отделка дома	Сборка костюма	сборка сайта
7. Испытание и доводка	Контроль качества, опытная эксплуатация и устранение выявленных недостатков	Примерка и подгонка	Редактура, стендовое тестирование, проверка в рабочем режиме, доводка

Как видите, технологии разные, а алгоритм общий.

Отмечу, что алгоритм создания инструмента — частный случай универсального алгоритма созидания.

Инженерное мышление — специализированная форма мышления для решения инженерных задач

Подробнее про формы мышления я рассказываю здесь.

Частный случай инженерного мышления — изобретательское мышление. Эта специальная форма мышления отлично описана Генрихом Сауловичем Альтшуллером в теории решения изобретательских задач (ТРИЗ).

Кстати, для знакомства с ТРИЗ рекомендую читать его книгу Алгоритм изобретения. 2-е издание, 1973 г.

Развитие инженерного мышления и навыков инженерной деятельности — одна из ключевых задач развития человека

Чем лучше человек умеет осваивать, применять и создавать инструменты, тем больше задач он может решить. Тем больше путей ему открыто в жизни. Чем лучше он владеет универсальными инженерными алгоритмами, тем больше сфер деятельности ему открыто. Про подходы к развитию инженерного мышления у детей Вы можете посмотреть в разделе Созидание. Из моего опыта, взрослые тоже могут усилить своё инженерное мышление. Специально для этого я сделал большой раздел в своём курсе "Возможности человека".

Что дальше?

Эта статья — вводная.

В планах статьи про классификацию инструментов и про тело человека с инженерной точки зрения

Буду их публиковать, по мере написания.

Заходите в гости — здесь будет ещё много интересного.

Перейти к программе курса Записаться на курс «Возможности человека» Посмотреть модель нового образования для детей